| 연구개발개요 |
○ 상태기반 스마트 유지보수를 지원하기 위하여 철도차량 주요장치의 외형 상태를 자동으로 상시진단 및 상태예측이 가능한 이상상태 자동검지 장치 개발 (대상: 도시철도 차량 (한국철도/시흥차량기지))○ 상태기반 유지보수(CBM, Condition Based Maintenance) 시스템이란 열차의 운행 및 고장 데이터등의 종합정보를 서버(지상/클라우드)에 실시간 수집 및 저장, 열차 및 주요장치 시각화(가시화)를 통한 운영자 지원, 열차 및 주요장치 고장원인 분석을 통한 유지보수자 지원을 목적으로 함○ 상태기반 철도차량 스마트 유지보수 데이터 통합 플랫폼이란 철도차량 이상상태 자동검지 장치 4종(차량상부 집전장치 자동검지장치, 대차 이상상태 자동검지장치, 차체하부 자동검지장치, 차량(외형) 이상 자동검지장치)의 검지데이터 통합 현시 시스템과, 기존 차상 상태진단 정보와 능동대응 유지보수 지원시스템의 통합을 목적으로 함
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| 연구내용 및 범위 |
○ ICT(IoT, AI, 빅데이터 등) 상태기반 철도차량 스마트 유지보수를 위한 고도화된 철도차량 이상상태 자동검지 장치 4종 개발 - 철도차량 이상상태 자동검지 장치 4종 검지 데이터 및 운영체계 통합 ？ 자동검지 장치 4종 검지결과 통합 현시 및 상태 예측시스템 개발(H/W, S/W) * 자동검지 장치 4종 : 차량상부 집전장치, 대차, 차체하부, 차체(외형) ？ 자동검지 결과 데이터를 이용한 상태진단 전략 수립 ？ 스마트 유지보수 통합 플랫폼 연계 및 데이터 관리 체계 구축 - 지능형 머신비전 기술적용 차량상부 집전장치(팬터그래프 등)의 자동검사, 상태 진단을 위한 영상분석 기술과 상태 예측을 위한 모델링 및 시뮬레이션 기술 개발 ？ 차량상부 집전장치(팬터그래프 등)의 마모(도), 외관 변형(손상) 등 결함 자동 검지 ？ 측정 결과 값을 활용한 결함 예지, 알림 및 추이 분석 ？ 다차원 검색트리, 형상매칭 등의 알고리즘 적용 - 대차 주요장치 및 부품(대차 외관, 차륜, 차축, 베어링 등)을 영상과 센서를 이용하여 외관ㆍ진동ㆍ온도 등에 대한 이상상태 자동검지장치, 상태 예측을 위한 이상상태 패턴인식 및 머신러닝 기술 개발 ？ 대차 주요장치/부품(대차 외관, 차륜, 차축, 베어링 등) 외관, 진동, 온도 이상상태 자동검지 ？ 환경데이터 기반 측정값을 활용한 결함 예지, 검수차량 알림 및 추이 분석 ？ 가우시안 혼합모델을 이용한 형상인식, 애저 머신러닝 플랫폼 알고리즘 적용 - 차륜/제륜자/디스크 등 차체하부에 위치하는 장치ㆍ부품의 마모·손상 등의 외형 상태를 상세히 진단하는 자동검측장치, 상태 예측을 위한 모델링 및 시뮬레이션 기술 개발 ？ 차체 하부장치/부품(차륜, 제륜자, 디스크 등) 외형상태 자동검측 ？ 누적 측정결과 데이터를 활용한 결함 예지, 알림 및 추이 분석 ？ 이미지학습, 패턴인식 머신러닝 예측분석 도구와 다이어그램 알고리즘 적용 - 차량 입ㆍ출고 시 차체 상ㆍ하부 등 외형을 스캐닝 하여 전반적인 차량 이상상태 여부 확인을 위한 자동검지장치 및 상태 분석을 위한 영상분석 기술 개발 ？ 차체 외형 상？하부/측부 주요설비 외관 변형(손상) 등 결함 자동검지 ？ 측정 결과 값을 활용한 결함 예지, 알림 및 추이 분석 ？ 형상매칭, SURF(Speedsd Up Robust Features, 특장점 추출) 등의 알고리즘 적용○ 유지보수 시간ㆍ비용 단축 및 유지보수 작업자 부담 완화를 위하여 철도차량 주요장치 검지 및 상태예측 결과에 따라 교체·수리 등의 조치를 신속하게 지원하는 유지보수 지원 스마트 정비지원시스템 개발 - 자율주행이 가능한 스마트 무인 운송기술 개발 ？ 이상상태에 따른 유지보수 물품 무인적재, 운송시스템 - 철도차량 유지보수를 위한 검수정보 지원시스템 ？ 이상상태 현시, 고장정보, 작업절차 및 정비메뉴얼 지원(2세부 지원) ？ 스마트 유지보수 Tool Box를 이용한 검수이력 연계시스템 개발 - 도시철도차량 주요장치(DCU, BOU) 모니터링시스템 개발 ？ DCU 상태기반 one - stop 모니터링 시스템(테스트베드) 구축 ？ BOU one - stop 모니터링 시스템(테스트베드) 구축○ 상태기반 철도차량 스마트 유지보수 데이터 통합 플랫폼 개발 - 이상상태 자동검지 장치 데이터를 이용한 상태진단 전략 수립 - 선행과제(철도차량 차상 상태진단 및 예측 기술개발, 능동대응 유지보수 지원시스템 개발) 연계방안 수립 - 상태기반 철도차량 스마트 유지보수 통합 플랫폼 개발 ？ 철도차량 이상상태 검지결과 통합, 철도차량 차상 상태진단/예측 및 능동대응 유지보수지원시스템 통합으로 상태기반 철도차량 스마트 유지보수 데이터 관리체계 UI 설계 및 통합플랫폼 구축○ 자동검지장치 시험평가 방안 도출 및 제품 인증획득 지원 - 자동검지장치 자료조사/ 분석 및 요구도에 따른 성능평가 계획 수립 연구 - 자동검지장치 단품, 모듈 및 구성품(조합품)성능 시험평가 절차 수립 지원 - 자동검지장치 테스트 베드 현장/현차시험 절차 수립 및 시험평가 수행 - 자동검지장치 제품인증(EPC, NEP, K마크 등) 코디네이팅을 통한 인증 획득 지원
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